SUPERCONDUCTING CURRENT LIMITER - ORIGINAL HYBRID STRUCTURE

Limiteur supraconducteur de courant structure hybride originale

Jean Lévêque (1)

1 G2ELab - Laboratoire de Génie Electrique de Grenoble

The récent development of superconducting multifilamentary strands with ultra low a.c. losses makes possible the design of an a.c. current limiter based on the transition from the superconducting state to the résistive state. The superconducting current limiters are very efficient, quick, without fault sensor and transmitter. Without classical équivalence it has high voltage insulation capabilities. A small scale model (Vn = 150 A, In = 50 A, liimitation - 415 In) has been built to check experimentaly several solution and to prove its satisfactory opération. It is formed of two copper windings which are coupled through a saturable magnetic circuit and of a superconducting winding which triggers an inductive current limitation. Analytical calculations and numerical field computations using a finite élément program called flux 2D hâve made possible the design and the optimisation of thus limiting device. The extrapolation to an industrial scale device (Up = 63 kV, In = 1250 A, liimitation = 6250 A) has been performed following the validation of our conception.

Le développement récent des multifilamentaires supraconducteurs à très faibles pertes en alternatif a rendu possible la conception de limiteurs de courant basés sur la transition de l'état supraconducteur à l'état normal. Les limiteurs supraconducteurs de courant sont extrêmement efficaces, rapides, sans détecteur de défaut ni de donneur d'ordre, non limité en tension, et sans aucun équivalent classique. Nous avons réalisé une maquette de limiteur à petite échelle (Vn = 150 V, ïn = 50 A, liimitation ~ 4 ou 5 In) permettant de valider expérimentalement un certain nombre de choix et de montrer le bon fonctionnement du limiteur. E est composé de deux enroulements en cuivre couplées par un circuit magnétique saturable et d'une bobine supraconductrice qui déclenche une limitation inductive de courant. Des calculs analytiques et une modélisation par un logiciel de calcul de champ magnétique par une méthode d'élément fini FLUX2D ont permis la conception et une certaine optimisation de ce limiteur. La validation par la maquette du principe retenu a permis d'aborder l'extra¬polation à un limiteur de taille industrielle (Un = 63 kV, In = 1250 A, liimitation = 4 ou 5 In )■

Mots clés: superconductivity; currents; limiting device; magnetic circuit; numerical modélisation; transition; recovery

Mots clés: supraconductivité; limiteur de courant; circuit magnétique; modélisation numérique; récupération.

Domaines: Energie électrique

Jean Lévêque. Limiteur supraconducteur de courant structure hybride originale. Energie électrique. Institut National Polytechnique Grenoble (INPG), 1993. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02005943⟩